楕円の通り抜けフープをどう作る？
これはドラえもんの「通り抜けフープ」だ！ part３ ドラえもんのおなかのポケットからは、
いつも夢のある奇想天外な道具がいっぱい出てきます。
ここでは藤子不二雄著『大長編ドラえもん③のび太の大魔境』に出てくるとおりぬけフープ
のように壁を突き破って通り抜けるような不思議な壁をまた一つ作りました。
超能力かな？すごい！だって、手が黒い壁を突き破って通り抜けてしまうのです。
楕円の形は身近なところでどこにみられるでしょうか。
洋服の仕立てをする方はすぐに気が付くところがあることでしょう。
そうです。肩のところに袖をつける部分には楕円があります。
この型紙はどんな形をしているでしょうか。
最近はあまり見かけなくなったけれど、正月の飾りの門松にも楕円の形があります。
竹などの円筒状をしたものを斜めに切ると
門松のようにその切り口は楕円となります。
それはなぜでしょうか。図を描いてその理由を考えてみましょう。
竹筒を直角に切った切り口は円形です。ではこの切り口対する角が60度をなす平面できるとその断面の形はどのような図形になるでしょう。
長径が短径の2倍の楕円になります。
ではその竹をさらに縦に細かく割って順番に並べると切り口はどんな形になるのでしょうか。理論的にも考えてみましょう。
でもむずかしいこと考えなくても切り口が楕円の竹を
縦に割り並べてみればその形はすぐわかります。
きれいな形をしていますね。これは数学的にはサイン、コサインなどとよばれる三角関数とよばれる形です。
次のように（偏光板）4枚と偏光板でできた通り抜けフープを収め、保護するために炭酸飲料水の入っていたPETボトルを用意します。
まず初め偏光板の性質を確かめてください。
この偏光板を2枚とり、それを重ねたときに偏光面が互いに直交するときに光が通り抜けできなくなり、一番暗くなります。
円形の通り抜けフープ
偏光板の偏光面が直交するようにしたままで一枚をずらし、２枚を横に並べてセロテープで貼り付けます。
そのセロテープが外側になるようにして筒状に丸めセロテープで留めると円形の通り抜け付ぷが一つ出来上がりです
作品の保護のためには薄い透明なプラスチックの板を巻きます。ペットボトルに入れることもできます。
しかし、ペットボトルにぴったりとおさめるためには偏光板を用意するとき
ペットボトルにきちんと収まる大きさの偏光板を用意する必要があります。実はこれが大変なことです。
楕円形の通り抜けフープ
もう一組の偏光板を2枚重ねたとき同じように一番暗くなるように重ねます。
この時図のようにその真ん中あたりにサインカーブを描くように切り分けます。
偏光面が水平な方の上部の偏光板と偏光面が鉛直直な方の偏光板の下部を図のように並べてセロテープで貼り合わせます。
出来上がった偏光板を前と同じようにセロテープが外側になるように気をつけて筒状に丸めて、セロテープで留めると、
楕円の通り抜けフープが出来上がります。
セロテープが外側になるようにするのはなぜでしょうか。
セロテープが内側になるように丸めてみるとその違いが分かります。
その理由も考えてみましょう。
箱の内側に偏光板を張るときに、窓枠の内側にセロテープが出てこないようにしましょう。
AA´、BB´面では偏光面が互いに（平行）になっているため、光を通すが、BA´の偏光板の偏光面が（直交）しているために光を通（しません）。
あたかもそこに黒い壁があるように見えるわけです。
科学館などで上映されている3D映画のときにもらう偏光眼鏡はそのままそのフレームを使って同じものを製作することができます。
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